Une pile à combustible microbienne pourrait détecter une vie sans carbone, disent les physiciens

Si la vie existe sur d'autres planètes ou lunes du système solaire, quel type d'expérience devrions-nous envoyer pour la détecter ?

Cela s'avère être un problème délicat. Dans les années 1970, les sondes Viking de la NASA ont transporté sur Mars trois expériences spécialement conçues pour rechercher la vie. À la stupéfaction de tous, ces expériences ont renvoyé des résultats positifs.

Mais les célébrations ont rapidement tourné au vinaigre car les scientifiques ont décidé de ne pas tenir compte des résultats au motif qu'ils n'étaient pas causés par la vie mais par l'environnement oxydant sévère sur Mars. Le résultat était un faux positif (même si tout le monde n'est pas d'accord là-dessus).

Depuis, aucune sonde n'a réalisé d'expérience pour détecter la vie. Au lieu de cela, l'accent a été mis sur la collecte de preuves sur les conditions dans lesquelles la vie microbienne pourrait prospérer.

Aujourd'hui, Ximena Abrevaya et des amis de l'Université de Buenos Aires en Argentine proposent une solution à ce problème. Ils disent qu'une pile à combustible microbienne peut détecter la vie d'une manière entièrement indépendante de sa composition chimique. La seule hypothèse est que la forme de vie en question doit prendre l'énergie chimique de l'environnement et l'utiliser pour alimenter les processus de la vie, en d'autres termes, qu'elle doit se métaboliser.

Abrevaya et co ont testé une telle pile à combustible qui, selon eux, peut faire le travail. Leur dispositif se compose d'une anode et d'une cathode séparées par une membrane à travers laquelle peuvent passer des protons. l'anode est noyée dans le milieu à l'étude, tel que le sol martien.

L'idée est que les processus métaboliques, où qu'ils aient évolué, doivent dépendre de réactions redox qui génèrent des électrons et des protons. L'anode de la pile à combustible capte les électrons générés au cours de ce processus tandis que les protons traversent la membrane, complétant ainsi le circuit. Ainsi, la quantité de courant qui circule est un indicateur direct de la quantité de vie présente.

L'équipe argentine a testé l'appareil en comparant les résultats qu'il produit à partir d'un sol contenant de la vie avec le même sol après sa stérilisation. Et ils l'ont fait avec des créatures représentant les archées, les bactéries et les eucaryas, les trois domaines de la vie.

L'archée qu'ils ont testée est particulièrement intéressante : Natrialba magadii, un micro-organisme isolé du lac Magadii au Kenya qui survit dans des conditions de salinité extrême, comme celles qui peuvent exister sur Mars et ailleurs.

L'équipe dit que les résultats sont positifs. Les densités de puissance et de courant étaient beaucoup plus élevées lorsque l'anode était enfoncée dans des échantillons de sol contenant de la vie par rapport aux échantillons qui avaient été stérilisés, disent-ils.

Cela fait des piles à combustible microbiennes un candidat intéressant pour les expériences exolife. Un atterrisseur martien transportant une pile à combustible microbienne prélèverait simplement deux échantillons de sol, stériliserait l'un d'eux en le chauffant, puis testerait les deux.

Ce qui est cool avec cette approche, c'est que la vie n'a même pas besoin d'être basée sur le carbone. Contrairement aux expériences Viking, notre méthodologie ne nécessite pas l'existence d'une vie basée sur le carbone, disent les Argentins

Ce que l'équipe argentine ne discute pas dans cet article, ce sont les conditions qui pourraient donner des faux positifs, cependant. Il est possible que le chauffage d'un échantillon de sol par ailleurs stérile modifie sa chimie d'une manière qui réduit la puissance qui circule dans la pile à combustible. Il faudra plus de travail pour savoir comment éliminer ce genre de faux positifs.

En attendant, le meilleur moyen peut-être de trouver des preuves de la vie microbienne sur d'autres planètes est d'étudier la composition de l'atmosphère, comme l'a souligné James Lovelock dans les années 1960. Son idée est que sur des centaines de millions d'années, tout micro-organisme modifiera l'atmosphère de sa planète.

Cela devrait produire une atmosphère avec une signature chimique distinctive qui est bien en dehors des attentes thermodynamiques ordinaires. C'est certainement vrai sur Terre : l'oxygène et le méthane dans notre atmosphère sont un signe certain de la vie qui l'a produit.

Lovelock a déclaré publiquement que dès qu'il a vu les premières analyses chimiques de l'atmosphère martienne, qui ont montré qu'il s'agissait de 95% de dioxyde de carbone, il a su qu'elle ne pouvait pas avoir été créée par la vie.

Ce qui signifie que le meilleur endroit pour tester une expérience d'exovie de pile à combustible microbienne est un tout autre endroit. Titan, quelqu'un ?

Réf : arxiv.org/abs/1006.1585 : Piles à combustible microbiennes appliquées à la détection métabolique de la vie extraterrestre

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